Пьезоэффект в полимерных диэлектриках наблюдается только в том случае, если в них предварительно создать поляризованное (электретное) состояние. Правда, некоторые природные полярные полимеры обладают таким исходным ацентрич-ным строением, что в них пьезоэффект может проявляться и без предварительной поляризации (древесина, коллаген, натуральный шелк, дезоксирибонуклеиновая кислота). Однако наличие таких «естественных» пьезоэлектриков является скорее исключением из правила.[5, С.37]
Электронно-дырочные инжекционные токи в полимерных диэлектриках исследованы значительно менее подробно по сравнению с ионными. Тем не менее, данные по таким токам для ряда полимеров [59, 60] позволяют сделать ряд важных заключений. Получить экспериментальную кривую / от т в режиме непрерывной инжекции с заметно выраженным максимумом тока представляется весьма затруднительным из-за плавного спада тока со временем даже при i Ионизирующим излучением в тонком приэлектродном слое 6 «С h создаются носители заряда в течение т <С т„. Под действием приложенного напряжения тонкий слой заряда движется по направлению к коллекторному электроду, что вызывает появление импульса тока, сила которого резко уменьшается до уровня темпового тока, когда движущийся заряженный слой достигает противоположного электрода, т. е. в момент времени т = тп. Если сила тока при 0 < т с<: тп остается постоянной, то в диэлектрике имеются только мелкие ловушки. Снижение тока в указанном интервале свидетельствует в пользу наличия наряду с мелкими глубоких ловушек.[5, С.78]
Итак, при исследовании инжекционных токов в полимерных диэлектриках и полупроводниках можно определять такие важные параметры как подвижность электронов, дырок и ионов, их концентрацию и энергетические параметры центров захвата (ловушек) носителей заряда. Эти данные позволяют однозначно интерпретировать многие наблюдаемые закономерности прохождения электрического тока в полимерах, разрабатывать новые и критически анализировать существующие теории и физические модели процессов переноса носителей заряда в полимерной матрице.[5, С.80]
Однако методом ЯКР можно весьма просто измерять внутренние напряжения в полимерных диэлектриках. Внутренние напряжения в кристаллах, искажая кристаллическую решетку, меняют градиент внутреннего электрического поля. Следовательно, меняется и резонансная частота. Если измерить зависимость резонансной частоты в кристаллическом порошке, содержащем ядра, обладающие квадрупольньш моментом, от давления, а затем ввести его в полимер, то окажется возможным измерять внутренние напряжения в полимерах. Этот метод был использован, например, для изучения процесса отверждения эпоксидной смолы. После отверждения ее при 80 °С в течение 1,5 ч в смоле появляются внутренние давления, равные (160 ±30). Ю5Па, а после € ч давление доходит до (190 ± 30) • 105 Па.[2, С.278]
Однако методом ЯКР можно весьма просто измерять внутрен* ние напряжения в полимерных диэлектриках. Внутренние напряж& ния в кристаллах, искажая кристаллическую решетку, меняют градиент внутреннего электрического поля. Следовательно, меняется и резонансная частота. Если измерить зависимость резонансной частоты в кристаллическом порошке (содержащем ядра, обладающие квадрупольным моментом) от давления, а затем ввести его в полимер, то окажется возможным измерять внутренние напряжения в полимерах. Этот метод может быть использован для изучения процесса отверждения эпоксидной смолы. После отверждения ее при 80° С в течение 1,5 ч в смоле появляются внутренние напряжения, равные (16±3) МПа, а после 6 ч давление возрастет до (19± ±3) МПа.[3, С.230]
В настоящее время в общем невозможно указать, какие конкретно ионы являются носителями в полимерных диэлектриках. Для ответа на этот вопрос необходимо проводить специальные исследования в каждом отдельном случае. Однако следует отметить некоторые общие черты механизма ионной проводимости в полимерах.[5, С.64]
По существующим в настоящее время экспериментально обоснованным представлениям, электрическая проводимость в полимерных диэлектриках имеет преимущественно ионный характер [157, с. 45]. Для ПЭВД наблюдается некоторое изменение истинной электрической проводимости с увеличением напряженности поля (рис. 7.37). Из данных этого рисунка видно, например, что в области высоких напряжений величина 7ист возрастает примерно в 4 раза при увеличении напряженности поля от 1 • 107 до 12 • 107 В/м [157, с. 50]. Следует отметить, что для ПЭВД значение эффективной электрической проводимбсти уэф при выдерживании образца под напряжением в течение 40 с практически совпадает со значением 7ИСТ.[4, С.158]
Перевод электрона в полимерах с насыщенными связями в цепи из валентной зоны в зону проводимости приведет к деструкции макромолекулы из-за разрушения о-связи. Кроме того, ширина запрещенной зоны в полимерных диэлектриках велика, например для политетрафторэтилена Д? = 10,07 эВ [4, с. 23]. Однако у полимеров с цепью сопряженных двойных связей перемещения электронов л-связей не сопровождаются разрывом макромолекул, а ширина запрещенной зоны невелика.[5, С.42]
Интенсивное изучение полимерных электретов и пьезоэлек-триков, начавшееся с 60-х годов, обусловлено широкими возможностями их технического применения. Подробный обзор и анализ работ, посвященных изучению электретного эффекта в полимерных диэлектриках, содержится в монографиях [2,3]. В данной главе будет обращено внимание на то новое, что дала наука об электретах и пьезоэлектриках в применении к полимерам, с учетом данных [2, 3] и результатов исследований, выполненных непосредственно авторами главы.[5, С.174]
Движение ионов в общем случае происходит по наиболее дефектным элементам полимерного 'ела. При этом, естественно, оно тесно связало с тепловым движением макроцепей. Разработка моделей п теории ионной электрической проводимости в полимерных диэлектриках еще впереди.[5, С.65]
Различают изотропные (к которым могут быть отнесены многие неполярные и полярные полимеры) и анизотропные (к ним относятся некоторые многокомпонентные гетерогенные смеси твердых вещее, с, а также многослойные конструкционные системы) диэлектрики. Смещение положительных зарядов в изотропных полимерных диэлектриках происходит в направлении электрического поля. При этом оказывается справедливым соотношение Р = ?аеоЕ, где /?а — скалярная величина, называемая абсолютной диэлектрической восприимчивостью; Е — вектор напряженности электрического поля; 80 = 8,85-10~12 Ф/м — электрическая постоянная. Вектор Р на-[3, С.173]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.